|
本帖最后由 晨枫 于 2021-3-20 22:35 编辑 ) p" d9 P* }4 I5 ^7 R& Z4 ]
2 X9 q7 s+ N; `0 t
4 z' H' y0 g; h" }
5 T7 Q0 u7 }" t9 }! h0 i
L2 N. N4 n! t( P6 R3 U' E* a9 P- r+ Z1 G/ D# Z( k; X4 e. v
' E: n. \; _& g' w. v: x9 V
非化石的各种发电无污染,但都受自然现象影响很大,如日夜、风力、枯水季等/ o- w0 R3 B( r' G; i
! Q( N n' v; n1 `$ M, H ^
光电有日夜问题,风电有天气问题,水电有枯水季问题,波浪受海情的影响很大,潮汐的落差太小,新能源发展如火如荼,但问题还是不小,最大的问题是间隙性。全国互联的大功率智能电网能解决一部分问题,但不能本质解决,而中国峰值用电问题在增加。
, X" @3 `# k2 W2 m
; p4 g( v# m B- Z) T4 y& @据说美国的用电是30%工业、70%民用(居民和商用),中国正好倒过来,30%民用、70%工业。这当然反应了中国是世界制造业绝对第一大国的现实,但这个比例会逐渐美国化,如果不至于达到正好颠倒的地步。南方供暖、北方空调都是用电才能解决的问题,其他方案都有各式各样的效率问题。包括照明、空调的商业用电的通宵化也会增加。另一个潜在用电大户是城市农业。1 i- H0 ]) c% ^$ m/ R9 H7 p
& c: x- I, X5 ~' {
) G$ `2 @- |" f! T! |% O8 r
+ ?4 o5 y, Y7 _! A: ?0 o: ]/ D
+ e. h( y5 I3 b, H! \城市菜园可解决占用耕地和新鲜果蔬问题,但需要电力
# `% v5 c8 ]! j% \% c
( [, \( Q( j& b) N% l5 l* `屋顶菜园、地下菜园、室内垂直菜园等各式新式菜园可能成为未来城市食品的重要来源。屋顶菜园还好,用电主要是灌溉,地下菜园就要加上人工照明了,室内垂直菜园还需要加上温控和栽培架的定期转动和换位。这些都需要用电,而且不能有间隙性,或者是反周期的。
: L, p$ b1 j$ Q! i/ u# Y/ q1 J# l, j6 p9 J/ w7 u5 r8 }9 G% k
用化石燃料作为峰值电力来源是最近便的解决方法,但碳排是无法回避的问题。核电不仅有乏燃料的处理问题,还不宜迅速增减负荷,不适合用作调峰电力。抽水储能需要在山顶建水库,安全隐患难以回避,尤其是在最需要调峰电站的人眼密集地区。铅酸蓄电池效率低,固体污染大,作为大规模的调峰电站不可行。锂电池的大功率集中使用的安全性是个大问题,也有固体污染处理问题。还是需要专业、高效、安全、容易遍地铺开的新技术调峰电力技术。4 T' |, \2 u" \! T H: Z5 V, H
2 K( {" {! W7 I& S: ?+ `* q
用过剩电力制氢,把氢(气态或者液态)存储起来作为储能,在需要的时候用氢燃料电池或者直接燃烧发电,这是另一个思路。不过电力制氢的成本还是很高,效率也偏低,储氢又是一个不好解决的问题,就地使用还好说,长途运输的安全是个大问题。制氢也需要水源,这是另一个制约。用海水制氢倒是不怕缺水,但电解后产生的盐酸和烧碱不好处理,工业用量没有那么大,直接排放绝对不可行,日积月累更是危害大大。
, x- F/ k) m2 Y4 z/ L; [. f
9 c9 f* b; s% P# i X+ z6 S! b- M0 m* P. a& n1 F
大型矿坑本来就好比深挖地下的人工湖,用于抽水储能的下储水池正好# i1 R7 X8 M( t' I, i k m0 M' |) u
N1 W( {3 V6 k; `2 `4 Z% F5 I- g- a1 w$ W2 y* j* O' Y
废弃的地下坑道适当加固、防漏后,也可以作为地下储水池6 Q3 J3 d; u: f
6 V8 ~& U2 o0 C' Q3 N" |
抽水储能在技术上简单、成熟,但地理和安全是个问题。然而,如果有条件,而且地理条件容许,地下坑道、采石坑、露天煤矿矿坑等可以利用起来,天然岩洞、溶洞也可以考虑。可能需要精细的地质考察,也需要对洞比进行适当的加固和密封。但一旦建成,这样的地下抽水储能可以用现成可靠的技术,在新能源发电高峰时把水抽上来,灌到地面的上储水池。在需要调峰或者低谷补电的时候,把水放回地下,在此过程中发电。3 R& k1 }& E2 E- w; A1 P
9 U+ ]7 D% y8 Q# ]$ K, \1 R8 r
' t G- _+ z$ B3 y光热电站可以把过剩的高温熔盐在地下储存起来,夜间再抽上来用于发电
5 P# [4 N& A) I+ ~* }4 { n2 Y4 t/ E, S! U! e
光热发电可以用熔盐。这也可以在发电高峰把高温熔盐灌到地下岩洞保温,需要调峰和低谷补电的时候抽上来发电。这不仅需要有合适的地下岩洞,还需要对洞壁保温、防漏,要求比地下抽水储能更高,但直接与光热电战整合到一起,日夜发电。$ p4 m. s' ]% ~8 l/ d
x1 U/ W/ k3 k+ ~' t
此外,就需要一点歪门邪道了。7 {! y+ l' A4 t1 Y
& Q% `, T! N' O4 M
9 o6 b G: U ]& D9 R& F4 O借用缆车的思路,可以用缆车装载重物,在储能的时候搬到山上,在发电的时候装进缆车用重力拉动发电1 Q/ Y) ^" O8 D' w2 q9 j
8 z6 ` ^, h6 W/ B
山顶观光缆车是一个思路,只是反过来。在储能的时候,把重物通过缆车拉到山顶的堆放场;在发电的时候,重物依次放进缆车,靠重力下拽,驱动发电机发电。这只要在一般的山区都有条件实现。在光电发达的西部,也正好有很多高山。荒凉的高山上建这样的缆车电站对生态和景观的影响很小,但可以就地解决储能问题。( u2 V1 ^3 M, B) Z
# m3 e, o5 l# V7 z( K' w# n即使在相对平坦的东南沿海,也有足够的丘陵可以建造这样的缆车电站。用拦阻沟、拦阻坝等,安全问题比高山水库要容易解决得多。! l. i6 I, U/ R- M8 J3 o% x* u
% M* u' \9 R+ H! D7 l
同样的缆车电站可以在深水实现,既可以用重物,但需要克服浮力对效率的降低;也可以用浮体。比如说,在储能期向空心球内充轻质油,用电力拉到水底;在发电期上浮,拉动发电。或者更加高效一点,在储能期有重力自然下沉,在水下充填轻质油,节约电力。上浮发电是一样的。这可用于近海或者深水湖。还可以利用深水与浅水的水温差别进一步增加浮力效应。. Y7 _: t# o- ^! S. @" O9 ~: b: L# T
* G4 \, c- S6 v$ B) j9 G1 b一旦储能问题解决,新能源就如虎添翼了。配合以核电,中国的能源瓶颈就成为历史了。
! U$ [/ M2 y& H, l0 ]3 m9 Q |
评分
-
查看全部评分
|